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QUÍMICA – FRENTE 1994 ATIVIDADE 3 Classifcaaço periidica dos elementos Parafuso telúrico de Chancourtois Alexandre-Emile Beguyer de Chancourtois, em 1862, dis- pôs os elementos conhecidos em ordem crescente de massa atômica sobre uma espiral traçada ao redor de um cilindro. Essa proposta está mostrada esquematicamente a seguir. 14 12 10 2 64 8 0 0 2 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 4 6 8 10 12 14 16 H Li H Li Bo C N OO Na Mg Si P S S O Na 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 M as sa a tô m ic a M as sa a tô m ic a 20 22 24 26 28 30 32 Parafuso telúrico de Chancourtois. Chancourtois observou que os elementos colocados na mesma vertical apresentavam propriedades semelhantes, sendo o primeiro cientista a reconhecer que as proprieda- des químicas repetiam-se a cada sete elementos. Entretanto, para massas atômicas mais elevadas, ele não observou ne- nhuma obediência à regra. Lei das oitavas de Newlands Em 1864, John Alexander Reina Newlands observou que, organizando os elementos conhecidos na época em ordem crescente de massa atômica, o oitavo elemento era semelhan- te ao primeiro; o nono era semelhante ao segundo; e assim por diante, como em uma escala musical. Nessa forma de classifi- cação, as propriedades repetiam-se a cada oito elementos, por isso a proposta de Newlands recebeu o nome de lei das oitavas. Essa classificação funcionava até o cálcio, pois, a partir desse elemento, passava a apresentar sérias contradições. Tabela de Newlands Dó Ré Mi Fá Sol Lá Si H Li Be B C N O F Na Mg Al Si P S Cl K Ca Ti Cr A tabela de Dmitri Mendeleiev Em 1869, o russo Dmitri Ivanovich Mendeleiev criou car- tões que continham o símbolo do elemento, a massa atômica e as propriedades químicas para cada um dos 63 elementos conhecidos na época. Depois, colocando as cartas em uma mesa, organizou-as em ordem crescente de massas atômicas em 12 linhas horizontais, dispondo na mesma vertical os ele- mentos com propriedades semelhantes, originando, assim, uma tabela. Mendeleiev tomou a liberdade de deixar, em sua tabela, muitos espaços vazios, dizendo que seriam ocupados mais tarde por elementos até então desconhecidos. Ele previu também algumas de suas características, que foram confir- madas com o tempo. Em 1871, Mendeleiev terminou um artigo em que esta- beleceu a lei periódica: Muitas propriedades físicas e químicas dos elementos variam periodicamente em função de suas massas atômicas. MENDELEIEV apud VERMA, N. K. Comprehensive Chemistry IX. New Delhi: Laxmi Publications. p. 126. Um dos problemas com a tabela de Mendeleiev era que alguns elementos pareciam fora de lugar. A massa do argônio, por exemplo, é 40, a mesma do cálcio, o que não correspondia à posição do elemento na tabela, pois o ar- gônio é um gás inerte, e o cálcio um metal reativo. Essas anomalias levaram alguns cientistas a questionar o uso das massas atômicas relativas como base para a organização dos elementos. Moseley e o número atômico No começo do século XX, Henry Moseley, ao examinar os espectros de raios X de cerca de 40 elementos, descobriu que todos os átomos de um mesmo elemento químico possuíam mesma carga nuclear, ou seja, mesmo número atômico (Z). Com a descoberta do número atômico, Moseley pôde corrigir algumas anomalias observadas na tabela de Mendeleiev. Isso foi possível porque ele organizou os ele- mentos em função dos números atômicos, e não das massas atômicas como havia proposto o químico russo. Assim, surgiu a lei periódica atual, proposta por Moseley: Muitas propriedades físicas e químicas dos elementos va- riam periodicamente em função de seus números atômicos. MOSELEY apud SETHI, M. S.; RAGHAVAN, P. S. Concepts and problems in inorgamic chemistry, 1998. Os elementos transurânicos A última grande mudança na tabela periódica deu-se em razão do trabalho de Glenn Seaborg em meados do século XX. 18 - OCTA+_QUI_F1-AT01A05.INDD / 22-10-2019 (10:07) / GUILHERME.SILVA / PDF GRAFICA 18 - OCTA+_QUI_F1-AT01A05.INDD / 22-10-2019 (10:07) / GUILHERME.SILVA / PDF GRAFICA QUÍMICA – FRENTE 1994 ATIVIDADE 3 Classifcaaço periidica dos elementos Parafuso telúrico de Chancourtois Alexandre-Emile Beguyer de Chancourtois, em 1862, dis- pôs os elementos conhecidos em ordem crescente de massa atômica sobre uma espiral traçada ao redor de um cilindro. Essa proposta está mostrada esquematicamente a seguir. 14 12 10 2 64 8 0 0 2 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 4 6 8 10 12 14 16 H Li H Li Bo C N OO Na Mg Si P S S O Na 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 M as sa a tô m ic a M as sa a tô m ic a 20 22 24 26 28 30 32 Parafuso telúrico de Chancourtois. Chancourtois observou que os elementos colocados na mesma vertical apresentavam propriedades semelhantes, sendo o primeiro cientista a reconhecer que as proprieda- des químicas repetiam-se a cada sete elementos. Entretanto, para massas atômicas mais elevadas, ele não observou ne- nhuma obediência à regra. Lei das oitavas de Newlands Em 1864, John Alexander Reina Newlands observou que, organizando os elementos conhecidos na época em ordem crescente de massa atômica, o oitavo elemento era semelhan- te ao primeiro; o nono era semelhante ao segundo; e assim por diante, como em uma escala musical. Nessa forma de classifi- cação, as propriedades repetiam-se a cada oito elementos, por isso a proposta de Newlands recebeu o nome de lei das oitavas. Essa classificação funcionava até o cálcio, pois, a partir desse elemento, passava a apresentar sérias contradições. Tabela de Newlands Dó Ré Mi Fá Sol Lá Si H Li Be B C N O F Na Mg Al Si P S Cl K Ca Ti Cr A tabela de Dmitri Mendeleiev Em 1869, o russo Dmitri Ivanovich Mendeleiev criou car- tões que continham o símbolo do elemento, a massa atômica e as propriedades químicas para cada um dos 63 elementos conhecidos na época. Depois, colocando as cartas em uma mesa, organizou-as em ordem crescente de massas atômicas em 12 linhas horizontais, dispondo na mesma vertical os ele- mentos com propriedades semelhantes, originando, assim, uma tabela. Mendeleiev tomou a liberdade de deixar, em sua tabela, muitos espaços vazios, dizendo que seriam ocupados mais tarde por elementos até então desconhecidos. Ele previu também algumas de suas características, que foram confir- madas com o tempo. Em 1871, Mendeleiev terminou um artigo em que esta- beleceu a lei periódica: Muitas propriedades físicas e químicas dos elementos variam periodicamente em função de suas massas atômicas. MENDELEIEV apud VERMA, N. K. Comprehensive Chemistry IX. New Delhi: Laxmi Publications. p. 126. Um dos problemas com a tabela de Mendeleiev era que alguns elementos pareciam fora de lugar. A massa do argônio, por exemplo, é 40, a mesma do cálcio, o que não correspondia à posição do elemento na tabela, pois o ar- gônio é um gás inerte, e o cálcio um metal reativo. Essas anomalias levaram alguns cientistas a questionar o uso das massas atômicas relativas como base para a organização dos elementos. Moseley e o número atômico No começo do século XX, Henry Moseley, ao examinar os espectros de raios X de cerca de 40 elementos, descobriu que todos os átomos de um mesmo elemento químico possuíam mesma carga nuclear, ou seja, mesmo número atômico (Z). Com a descoberta do número atômico, Moseley pôde corrigir algumas anomalias observadas na tabela de Mendeleiev. Isso foi possível porque ele organizou os ele- mentos em função dos números atômicos, e não das massas atômicas como havia proposto o químico russo. Assim, surgiu a lei periódica atual, proposta por Moseley: Muitas propriedades físicas e químicas dos elementos va- riam periodicamente em função de seus números atômicos. MOSELEY apud SETHI, M. S.; RAGHAVAN, P. S. Concepts and problems in inorgamic chemistry, 1998. Os elementos transurânicos A última grande mudança na tabela periódica deu-se em razão do trabalho de Glenn Seaborgem meados do século XX. 18 - OCTA+_QUI_F1-AT01A05.INDD / 22-10-2019 (10:07) / GUILHERME.SILVA / PDF GRAFICA 18 - OCTA+_QUI_F1-AT01A05.INDD / 22-10-2019 (10:07) / GUILHERME.SILVA / PDF GRAFICA QUÍMICA – FRENTE 1 ATIVIDADE 3 Classifcaaço periidica dos elementos 995 Começando pela descoberta do elemento plutônio, em 1940, ele descobriu também os elementos transurânicos de número atômico 94 a 102. Em 1945, Seaborg reconfigurou a tabela periódica incluindo os elementos transurânicos recentemente des- cobertos, colocando a série dos actinídeos embaixo da série dos lantanídeos. Em 1951, Seaborg recebeu o prêmio Nobel por seu trabalho e teve seu nome atribuído ao elemento de número atômico 106 (Sg – Seabórgio). � Classificação periódica atual São conhecidos 118 elementos na classificação periódica atual. Esses elementos estão dispostos em ordem crescente de número atômico, formando sete linhas horizontais chamadas de períodos e 18 linhas verticais chamadas de colunas, grupos ou famílias. Li 3 [6,938 - 6,997] número atômico símbolo químico nome peso atômico (ou número de massa do isótopo mais estável) Tabela periódica1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 2928272625242322212019 36353433323130 12 4 11 3 1 2 5 6 7 8 9 10 13 14 15 16 17 18 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 87 56 88 57 a 71 89 a 103 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 118104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 Og KrBrSeAsGeGa Al Si P S C Ar B C N O F Ne He Zn Hg Tl Pb Bi Po At Rn Cn Nh Fl Mc Lv Ts Cd In Sn Sb Te I Xe Tb Bk Dy Cf Ho Es Er Fm Tm Md Yb No Lu Lr CuNiCoFeMnCrVTi Zr Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag La Ac Ce Th Pr Pa Nd U Pm Np Sm Pu Eu Am Gd Cm ScCa Mg Be K Na Li H Rb Cs Fr Sr Ba Ra Y beríliolítio hidrogênio cálcio magnésio potássio sódio rubídio césio frâncio estrôncio bário rádio crômiovanádiotitânioescândio ítrio zircônio háfnio tântalo tungstênio rutherfórdio dúbnio seabórgio nióbio molibdênio lítio ferromanganês rênio ósmio bóhrio hássio tecnécio rutênio cobreníquelcobalto zinco irídio platina ouro mercúrio meitnério darmstádtio roentgênio copernício ródio paládio prata cádmio oganessônio criptôniobromoselênioarsêniogermâniogálio alumínio silício fósforo enxofre cloro argônio boro carbono nitrogênio oxigênio flúor neônio hélio tálio chumbo bismuto polônio astato radônio nihônio fleróvio moscóvio livermório tenessino índio estanho antimônio telúrio iodo xenônio actínio tório protactínio urânio netúnio plutônio amerício cúrio berquélio califórnio einstênio férmio mendelévio nobélio laurêncio lantânio cério praseodímio neodímio promécio samário európio gadolínio térbio disprósio hólmio érbio túlio itérbio lutécio 63,546(3)58,69358,93355,845(2)54,93851,99650,94247,86744,95640,078(4) 24,305 9,0122 39,098 22,990 6,94 1,008 83,798(2)79,90478,971(8)69,723 26,982 28,085 30,974 32,06 35,45 39,948 10,81 12,011 14,007 15,999 18,998 20,180 4,0026 65,38(2) 85,468 132,91 [223] 87,62 137,33 [226] 88,906 91,224(2) 178,49(2) 180,95 183,84 186,21 190,23(3) 192,22 195,08 196,97 200,59 204,38 [267] [268] [269] [270] [269] [278] [281] [281] [285] [286] 92,906 95,95 [98] 101,07(2) 102,91 106,42 107,87 112,41 114,82 [294] 74,92272,630(8) 207,2 208,98 [209] [210] [222] [289] [288] [293] [294] 118,71 121,76 127,60(3) 126,90 131,29 138,91 140,12 140,91 144,24 [145] 150,36(2) 151,96 157,25(3) 158,93 162,50 164,93 167,26 168,93 173,05 174,97 [227] 232,04 231,04 238,03 [237] [244] [243] [247] [247] [251] [252] [257] [258] [259] [262] Períodos As sete linhas horizontais da tabela periódica são deno- minadas de períodos, e o número do período corresponde ao número de camadas (níveis de energia) que o elemento possui em sua distribuição eletrônica. Por exemplo, o cálcio está no quarto período da tabela periódica, significa que ele apresenta quatro camadas na sua distribuição eletrônica. Observe: 20Ca: 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 É importante notar que no 6º e no 7º períodos existem duas séries de 14 elementos cada denominadas série dos lantanídeos (6º período) e série dos actinídeos (7º período). Essas séries, por comodidade, são representadas destacadas da tabela, evitando, assim, que a tabela seja muito longa. Colunas, grupos ou famílias As 18 linhas verticais da tabela periódica são denomi- nadas de colunas, grupos ou famílias. Cada uma agrupa ele- mentos com propriedades químicas semelhantes. Antigamente, a numeração das 18 colunas era feita em algarismos romanos e dividida em grupos A e B. Em 1985, a IUPAC propôs que as colunas, grupos ou famílias da tabela fossem numeradas de 1 a 18, da esquerda para a direita, con- forme mostrado na tabela periódica atual. Além da numeração, alguns grupos têm nomes específi- cos, conforme mostrado na tabela a seguir. 18 - OCTA+_QUI_F1-AT01A05.INDD / 22-10-2019 (10:07) / GUILHERME.SILVA / PDF GRAFICA 18 - OCTA+_QUI_F1-AT01A05.INDD / 22-10-2019 (10:07) / GUILHERME.SILVA / PDF GRAFICA QUÍMICA – FRENTE 1996 ATIVIDADE 3 Classifcaaço periidica dos elementos Perceba que, embora o hidrogênio apareça na coluna 1, ele não é um metal alcalino. O hidrogênio apresenta proprie- dades tão diferentes dos demais elementos que, em algumas classificações, ele aparece fora da tabela. Os grupos que não têm um nome especial podem ser cha- mados pelo nome do primeiro elemento do grupo; por exemplo, o grupo 14 da tabela pode ser chamado de grupo do carbono. Saiba mais Estado físico dos elementos A maioria dos elementos encontra-se no estado sólido a 25 ˚C e 1 atm. Existem apenas dois elemen- tos que, nessas condições, estão no estado líquido, e alguns que estão no estado gasoso, de acordo com a tabela a seguir. Estados físicos de alguns elementos a 25 ˚C e 1 atm Estado físico Elementos e sua localização Líquido Mercúrio (Hg), um metal da coluna 12 Bromo (Br), um ametal da coluna 17 Gasoso Gases nobres (He, Ne, Ar, Xe, Kr e Rn), localizados na coluna 18 Hidrogênio (H), localizado na coluna 1 Oxigênio (O), localizado na coluna 16 Nitrogênio (N), localizado na coluna 15 Cloro (Cl) e flúor (F), localizados na coluna 17 Outras classificações dos elementos Entre as classificações dos elementos que ocorrem na tabela periódica, temos o grupo dos elementos representa- tivos (antiga família A) e o grupo dos elementos de transição (antiga família B), que se dividem em transição externa (ou simplesmente transição) e elementos de transição interna (série dos lantanídeos e série dos actinídeos). Representativos Transição interna Transição Outra separação importante é a divisão entre metais, não metais (ou ametais), gases nobres e hidrogênio. Metais Não metais Metais G as es n ob re s H Divisão em metais, não metais (ou ametais), gases nobres e hidrogênio. Divisão entre elementos representativos e elementos de tran- sição. Nomes de alguns grupos da tabela periódica Número do grupo, coluna ou família Nome do grupo, coluna ou família Elementos Atual Antiga 1 IA Metais alcalinos Li, Na, K, Rb, Cs e Fr. 2 IIA Metais alcalinoterrosos Be, Mg, Ca, Sr, Ba e Ra. 16 VIA Calcogênios O, S, Se, Te, Po e Lv. 17 VIIA Halogênios F, Cl, Br, I, At e Ts. 18 VIIIA Gases nobres He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn e Og. 18 - OCTA+_QUI_F1-AT01A05.INDD / 22-10-2019 (10:07) / GUILHERME.SILVA / PDF GRAFICA 18 - OCTA+_QUI_F1-AT01A05.INDD / 22-10-2019 (10:07) / GUILHERME.SILVA / PDF GRAFICA
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